Gdy Fleming w 1928 roku po raz pierwszy opisał penicylinę, nie wiedział, że ta chwila odciśnie piętno na losach świata. Brzmi górnolotnie, ale tak właśnie było. Ten pierwszy znany antybiotyk zapoczątkował erę w leczeniu chorób zakaźnych ludzi i zwierząt, a także stał się iskrą do poszukiwania kolejnych substancji o podobnym działaniu. W ten sposób w krótkim czasie pojawiło się wiele nowych naturalnych i syntetycznych antybiotyków. Lekarze w końcu mieli w rękach narzędzie, którym mogli zwalczyć dotychczas śmiertelne choroby. Niestety radość i tryumf nie trwały długo — po niespełna 20 latach zaczęły się pojawiać problemy w terapii. Antybiotyki, które do tej pory tak skutecznie zwalczały choroby, nagle przestały działać. Przyczyną była wytworzona antybiotykooporność — bakterie po prostu nauczyły się chronić przed tymi lekami [1,2].

Antybiotykooporność to obecnie jedno z najważniejszych zagrożeń zdrowia publicznego. Choroby, które niegdyś kończyły się śmiercią, dziś są drobną dolegliwością, wymagającą prostego schematu leczenia. Coraz większa oporność drobnoustrojów na antybiotyki skutkuje wyczerpywaniem się opcji terapeutycznych, większym ryzykiem rozprzestrzeniania się bakterii, a także wydłużonym czasem infekcji. To z kolei przekłada się w prostej linii na zwiększone koszty leczenia oraz na wyższą śmiertelność. Nadmierne lub nieodpowiednie stosowanie antybiotyków doprowadziło do groźnej sytuacji, w której tracimy narzędzie do walki z bakteriami [1-3]. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w 2014 roku w swoim raporcie przedstawiła nieco przerażające statystyki. Otóż zakażenia szpitalne wywołane wielolekoopornymi bakteriami powodują w ciągu roku:

• 80 000 zgonów w Chinach,
• 30 000 zgonów w Tajlandii,
• 25 000 w Europie,
• 23 000 w USA.

Powyższe dane dobitnie obrazują, jak lekooporność bakterii szkodliwie wpływa na społeczeństwo. Gdyby nie fakt, że drobnoustroje wytworzyły mechanizmy obronne przeciwko antybiotykom, liczba tych zgonów mogłaby być znacznie mniejsza [4].

Jak działają antybiotyki?

Dany antybiotyk działa zazwyczaj na konkretną, nierzadko wąską grupę bakterii. Na próżno szukać leku, który jest uniwersalny i wpływa przeciwdrobnoustrojowo na wszelkie możliwe patogeny chorobotwórcze. Antybiotyki wykorzystują różne mechanizmy działania, uwzględniające prostą strukturę komórki bakteryjnej. Mogą hamować budowę ściany komórkowej, przez co drobnoustrój ginie ze względu na brak fizycznej ochrony. Ponadto, antybiotyki zmieniają przepuszczalność bakteryjnej błony komórkowej, a także zakłócają syntezę DNA, RNA lub białek — w ten sposób patogen traci możliwość namnażania się, a w efekcie jego populacja wymiera. Warto mieć na uwadze fakt, że bakterie są zdolne do ewolucji, która pozwala im na wytworzenie mechanizmów obronnych [1-3].

Dlaczego bakterie są oporne na antybiotyki?

Bakterie wytwarzają mechanizmy, dzięki którym stają się odporne na działanie antybiotyków. Mogą wykorzystywać jedną metodę bądź łączyć kilka jednocześnie. Wśród poznanych mechanizmów antybiotykooporności bakterii można między innymi wyróżnić:

• modyfikowanie miejsca, w którym docelowo działa lek,
• inaktywowanie leku przez enzymy bakteryjne,
• usuwanie antybiotyku z komórki bakteryjnej przez wyspecjalizowane „pompy”,
• zahamowanie transportu leku do wnętrza komórki.

Najczęstszym mechanizmem jest inaktywacja antybiotyku przez enzymy produkowane przez oporne bakterie. Takim związkiem są np. β-laktamazy, które rozkładają antybiotyki β-laktamowe (penicyliny, cefalosporyny), stanowiące kluczową rolę w lecznictwie. Musimy mieć świadomość, że środowisko sprzyjające ewolucji oporności stwarzamy my sami, stosując niebotyczne ilości antybiotyków w gospodarce oraz nadużywając ich w terapii niegroźnych lub niebakteryjnych chorób. Każdy kontakt bakterii z antybiotykiem to szansa dla patogenu na wytworzenie mechanizmów obronnych [1-3].

Przyczyny antybiotykooporności. Jakie jest jej źródło?

Aktualnie zostało zbadanych i opisanych ponad 20 tysięcy (!!!) genów, które potencjalnie mogą warunkować oporność bakterii na antybiotyki. Warto sobie uzmysłowić, że stosowanie tych leków nie ogranicza się jedynie do leczenia ludzkich chorób bakteryjnych. Są używane także w weterynarii, rolnictwie, a niegdyś w hodowli zwierząt jako stymulatory wzrostu. Rozpowszechnienie tych związków przeciwdrobnoustrojowych w różnych dziedzinach gospodarki doprowadziło do gwałtownego rozprzestrzeniania się szczepów bakterii, które skutecznie uodporniły się na ich działanie.

Co ciekawe, istnieją publikacje naukowe wskazujące, że miejscem zapalnym są oczyszczalnie ścieków, które uważa się za istotny rezerwuar genów oporności. Trafiają do nich ścieki komunalne, szpitalne, przemysłowe oraz pochodzące z zakładów farmaceutycznych. W reaktorach biologicznych, stanowiących etap oczyszczania panują idealne warunki do namnażania bakterii. Ich liczba staje się bardzo duża, co ułatwia wymianę materiału genetycznego. Tak oporne bakterie trafiają z oczyszczonymi ściekami do rzek i gleby. Stamtąd mogą rozprzestrzeniać się dalej, stanowiąc zagrożenie dla ludzi i zwierząt [1-3].

Warto także wspomnieć o produkcji probiotyków, które zaleca się w trakcie antybiotykoterapii. Są one intencjonalnie wytwarzane w taki sposób, aby były oporne na leki przeciwdrobnoustrojowe — jest to sensowny zabieg, który ma za zadanie umożliwić przeżycie bakterii probiotycznych mimo działania leku. Jednocześnie procedura ta sprawia, że geny oporności jeszcze szybciej i łatwiej rozprzestrzeniają się w środowisku. „Dobre bakterie” też mogą je przekazywać, a szczególnie zainteresowane takim transferem mogą być bakterie chorobotwórcze [6].

Oporność na antybiotyki: wrodzona czy nabyta?

Po odkryciu penicyliny Fleming nie miał pojęcia, że oporność na nią jest biologicznym zjawiskiem, którego niestety nie da się uniknąć. Antybiotykooporność można podzielić na wrodzoną i nabytą. Ta pierwsza jest naturalną niewrażliwością niektórych bakterii na dany antybiotyk — wynika np. z budowy komórki, która uniemożliwia wnikanie leku do jej wnętrza. Jest to cecha wrodzona, z którą bakteria „się rodzi”. Taki typ oporności jest wspólnym atrybutem danego szczepu lub gatunku i nie ma możliwości przekazywania go do innych grup bakterii.

Tymczasem fundamentem oporności nabytej są spontaniczne mutacje materiału genetycznego bakterii, dzięki którym stają się one niewrażliwe na działanie antybiotyku, a także nabywanie nowych genów od innych gatunków. Jest to proces, który bakteria aktywuje w momencie zetknięcia z danym antybiotykiem. W pierwszym kontakcie z patogenem lek prawdopodobnie zadziała, ale każda kolejna interakcja sprawia, że komórka bakteryjna wytwarza mechanizmy pozwalające jej ochronić się i przetrwać [1,3].

Antybiotykooporność — jak sobie z nią radzić?

Procesu rozwoju antybiotykooporności wytworzonego przez bakterie nie da się już cofnąć, dlatego koniecznym stało się znalezienie sposobu jak z nią żyć. Jedną z metod jest poszukiwanie nowych antybiotyków aktywnych wobec opornych szczepów drobnoustrojów. Innym rozwiązaniem jest stosowanie różnych antybiotyków jednocześnie bądź jednego antybiotyku, ale z dodatkiem związków, które hamują mechanizmy obronne bakterii. Przykładem takiego postępowania jest połączenie antybiotyku β-laktamowego (np. pochodne penicyliny) z kwasem klawulanowym. Substancja ta hamuje produkcję β-laktamazy bakteryjnej (która rozkłada lek), dzięki czemu antybiotyk nie ulega zniszczeniu [1,5].

Gdy lek przeciwdrobnoustrojowy zostanie już przepisany pacjentowi przez lekarza, należy go stosować bezwzględnie zgodnie z jego zaleceniami. Sytuacja, gdy chory odstawia antybiotyk, bo „już się dobrze czuje” nie powinny mieć miejsca. Należy docenić również taką prostą czynność jak regularne mycie rąk. Jest to naprawdę skuteczna broń w walce z patogenami. Nawet najbardziej antybiotykooporne bakterie nie mają szans z mydłem i ciepłą wodą. Narastanie antybiotykooporności wymaga jednak szerszych działań. Fundamentem powinny być kampanie edukacyjne, skierowane nie tylko do lekarzy, ale również do ogółu społeczeństwa. Ważne jest, aby pacjenci mieli świadomość zagrożeń płynących z nadużywania antybiotyków.  Nie mniej istotna jest prawidłowo prowadzona polityka lekowa. To na najwyższych szczeblach zapadają decyzję o tym, jakie leki można sprzedawać bez recepty. Niezwykle popularna w Polsce furagina (furazydyna) to nic innego jak lek o działaniu przeciwbakteryjnym, który można kupić bez lekarskiej recepty. Wielu naukowców i ekspertów z tej dziedziny zgodnie twierdzi, że jest to skandaliczne posunięcie [5].

Podsumowanie

Co do tego, że antybiotyki są podstawą współczesnego lecznictwa, nie ma żadnych wątpliwości. Pozwoliły wyeliminować choroby niegdyś śmiertelne, a także zwiększyły bezpieczeństwo wielu zabiegów operacyjnych. Niezaprzeczalnie zrewolucjonizowały świat, niemniej ich nierozważne i nadmiarowe stosowanie powoli doprowadza nas do punktu wyjścia. Znowu nie będziemy mieć leków zwalczających niektóre patogeny chorobotwórcze. Dostarczanie antybiotyków różnymi drogami do środowiska w wyniku działalności człowieka stanowi przyczynę antybiotykooporności. Jest ona naszą dzisiejszą bolączką, nad którą koniecznie trzeba się pochylić.